(57)【要約】【課題】金属体をガラスバルブに封止するためのビードガラスにおける歪やクラック発生率を低下させ、全体的な長手方向の短小化を図ることができる冷陰極放電管を提供する。【解決手段】本発明は、内面に蛍光被膜が形成されてなるガラスバルブ１内部に所定圧の希ガスが封入され、前記ガラスバルブの両端部にビードガラス７を介して金属体３が封止された冷陰極放電管であって、前記金属体３は、前記ガラスバルブ１の内部に位置した部分の先端部に電極２が接続される第一金属体４と、前記第一金属体４より低融点の第二金属体５とを接合して構成されており、前記第一金属体４における前記第二金属体５との接合面周縁に傾斜部が設けられていることを特徴としている。そして、本発明によれば、前記電極２が取り付けられた前記金属体３を成す前記第一金属体４に対して、前記第二金属体５側から挿入されたビードガラス７が固着して設けられている。【選択図】  図１
2005019004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光被膜が形成されてなるガラスバルブ内部に所定圧の希ガスが封入され、前記ガラスバルブガラスバルブの両端部にビードガラスを介して金属体が封止された冷陰極放電管であって、前記金属体は、前記ガラスバルブの内部に位置した部分の先端部に電極が接続される第一金属体と、前記第一金属体より低融点の第二金属体とを接合して構成されており、前記第一金属体における前記第二金属体との接合面周縁に傾斜部が設けられていることを特徴とする冷陰極放電管。
【請求項２】
電極が取り付けられた第一金属体に対して、第二金属体側から挿入されたビードガラスが固着して設けられる請求項１に記載の冷陰極放電管。
【請求項３】
第一金属体と第二金属体との接合部が、ガラスバルブの封止外部端に位置している請求項１に記載の冷陰極放電管。
【請求項４】
内面に蛍光被膜が形成されてなるガラスバルブ内部に所定圧の希ガスが封入されたガラスバルブの両端部にビードガラスを介して金属体が封止された冷陰極放電管の製造方法であって、第二金属体との接合面周縁に傾斜部が設けられた第一金属体と前記第一金属体より低融点の前記第二金属体とを前記接合面で接合して前記金属体を成す工程と、前記第一金属体の先端部に電極を設ける工程と、前記金属体の前記第二金属体側から挿入されたビードガラスを、前記電極が設けられた前記第一金属体に取り付ける工程と、前記金属体と前記電極と前記ビードガラスとから成る構成体をガラスバルブの両端部に封止する工程とを備えたことを特徴とする冷陰極放電管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、および液晶テレビなどに用いられる液晶表示装置のバックライト光源として使用される冷陰極放電管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、周知のようにパーソナルコンピュータやワードプロセッサなどに液晶表示装置が用いられており、このような液晶表示装置のバックライト光源として、冷陰極放電管が採用されていることは公知である。
【０００３】
従来技術にかかる冷陰極放電管は、ガラスバルブの両端に一対の電極が取り付けられた金属体が、ガラスビードを介して封止されている。また、ガラスバルブの内面には蛍光被膜が形成されており、ガラスバルブ内部には、例えば、アルゴンとネオンとの混合希ガスが封入されると共に水銀が拡散封入されている。
【０００４】
このように構成された冷陰極放電管の金属体（封止金属体）と電極との構成体としては、図７に示すような構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。図７は、金属体１０と電極２との構成体（以下、単に「構成体」ともいう。）の概略断面図を示したものである。
【０００５】
かかる従来の構成体は、第一金属体１１と第二金属体１２とが接合された金属体１０と、第一金属体１１の先端部に接続された有底筒状の電極２（ホロー電極）と、金属体１０に固着されたビードガラス７で構成されている。電極２は、金属体１０の先端部に溶接によって取り付けられている。
【０００６】
金属体１０は、上述したように、その先端部に電極２が取り付けられる第一金属体１１と、ガラスバルブ（図示省略）外部に突出する第二金属体１２とを接合して構成され、第一金属体１１としては、ガラスバルブに気密封止するために、ビードガラス７およびガラスバルブに近似した熱膨張係数を有する金属（例えば、タングステン）が選択され、第二金属体１２としては、第一金属体１１よりも融点の低い加工に適した金属（例えば、ニッケル）が選択され使用される。このように、低融点の金属が第二金属体１２として選択されるのは、ガラスバルブの外部にて屈曲させたり、電源接続線と半田付け等する必要があるからである。なお、第一金属体１１と第二金属体１２とを溶接接合して金属体１０を構成する際には、図７に示すように、融点の低い第二金属体１２が溶融して第一金属体１１端面を覆い包み込むように接合部１３が形成される。
【０００７】
図７に示した構成体（電極２を除く）は、図８に示すように、第一金属体１１と第二金属体１２とを接合部１３にて接合し、第一金属体１１の外径より僅かに大きい内径の孔部１４を有するように形成されたビードガラス７を第一金属体１１の端部側から矢印Ａ方向に挿入して、しかる後にビードガラス７を溶融して第一金属体１１に固着して構成されている。
【０００８】
次いで、電極２を第一金属体１１の端面に当接させた状態で、図７の矢印Ｂ方向から例えばレーザ光を照射して、電極２と金属体１０とを溶接して両者を接合している。なお、電極２と金属体１０との溶接方法としては、ここで示したレーザ光を用いた方法の他に、抵抗溶接を用いた方法も知られている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−５６８１０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷陰極放電管は、組み込まれるパーソナルコンピュータ等の機器の小型化に伴って一層の細管化が要求され、最近ではガラスバルブの外径が１．８ｍｍ、内径が１．４ｍｍ程度の極細管まで実用化されている。また、細管化に加えて、長手方向の全長についても極力短小化が要求されている。
【００１１】
このような要求に応えるためには、当然のことながら、金属体の外径の細径化、ビードガラスおよび電極の極小化を図る必要がある。よって、図７に示されたビードガラス７と電極２との間隔Ｃは、できる限り小さくすることが望ましい。
【００１２】
しかし、上述した従来技術にかかる構成体（図７参照）は、以下の理由により、ビードガラス７と電極２との間隔Ｃをそれ程小さくすることができない。
【００１３】
第一金属体１１と第二金属体１２とを接合させる際に形成される接合部１３は、図７および図８に示すように各金属体１１，１２の外径以上に大きく形成され、この接合部１３が存在することによって、第一金属体１１側からしかビードガラス７を挿入することができない（図８参照）。このことは、どうしてもビードガラス７を溶融して金属体１０に固着した後にしか、金属体１０に対して電極２を溶接することができず、この電極２の溶接時における熱的影響等を鑑みれば、間隔Ｃをあまり小さくすることはできない。つまり、ビードガラス７と電極２とを接近させ間隔Ｃを小さくすると、電極２の溶接時における熱がビードガラス７に印加されて、ビードガラス７に歪やクラックが入るおそれがあり、ガラスバルブとの気密性に影響が生じる。したがって、従来技術によれば、間隔Ｃをあまり小さくすることはできず、冷陰極放電管の長手方向の短小化には限界があるという問題があった。
【００１４】
また、上述した通り、第一金属体１１と第二金属体１２との接合部１３は、各金属体１１，１２の外径以上の大きさに膨らんでおり、この膨らんだ接合部１３は、金属体１０が封止されたガラスバルブの外端部との当接位置となる。さらに、接合部１３は、低融点の第二金属体１２の金属成分が殆どである。この第二金属体１２は、先にも説明したように、加工がし易く且つ外部の電源接続線（リード線）と半田等による接続が可能な材料を用いて構成されているが、図７および図８に示すように接合部１３が大きく膨らんでいると、その部分での接続が困難となる。そうすると、電源接続線との接続部分を設けるために、その分の寸法長さだけ第二金属体１２の全長を長くする必要があり、結果的に冷陰極放電管としてはトータル的な短小化を図ることができないという問題があった。
【００１５】
したがって、本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、ビードガラスにおける歪やクラック発生率を低下させることが可能な冷陰極放電管を提供することを課題とする。また、全体的な長手方向の短小化を図ることが可能な冷陰極放電管を提供することを課題とする。さらに、ビードガラスにおけるクラック発生率を低下させ、全体的な長手方向の短小化を図ることが可能な冷陰極放電管の製造方法を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、内面に蛍光被膜が形成されてなるガラスバルブ内部に所定圧の希ガスが封入され、前記ガラスバルブガラスバルブの両端部にビードガラスを介して金属体が封止された冷陰極放電管であって、前記金属体は、前記ガラスバルブの内部に位置した部分の先端部に電極が接続される第一金属体と、前記第一金属体より低融点の第二金属体とを接合して構成されており、前記第一金属体における前記第二金属体との接合面周縁に傾斜部が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
このような構成によれば、第一金属体の接合面周縁に傾斜部が設けられているため、前記第一金属体と前記第二金属体とを接合させる際における前記第二金属体の溶融金属が前記傾斜部に流れ込み、両金属体の接合部を小さく構成することが可能となる。すなわち、前記第一金属体と前記第二金属体との接合部を、殆ど膨らみがない状態か、あるいは僅かな膨らみを有する状態に形成可能であるため、前記金属体を形成した後の種々の工程において、作業効率等を高めることができる。また、この接合部を小さく構成することによって、後述するように、冷陰極放電管の短小化を図ることが可能となる。
【００１８】
また、本発明にかかる冷陰極放電管においては、電極が取り付けられた第一金属体に対して、第二金属体側から挿入されたビードガラスが固着して設けられる構成が好ましい。
【００１９】
この好ましい構成によれば、前記第一金属体と前記第二金属体との接合部が小さく形成されたことによって、前記電極が取り付けられた後に、前記第二金属体側から挿入された前記ビードガラスを前記第一金属体の所望位置に固着することができるため、前記ビードガラスに歪やクラックが入ることを防止すると共に、前記ビードガラスを前記電極に近接させることが可能となる。したがって、この好ましい構成によれば、冷陰極放電管の短小化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明にかかる冷陰極放電管においては、第一金属体と第二金属体との接合部が、ガラスバルブの封止外部端に位置している構成が好ましい。
【００２１】
上述したように、前記接合部は、殆ど膨らみがない状態か、あるいは僅かな膨らみを有する状態であるため、この好ましい構成によれば、前記接合部に対して半田付けにより電源接続線を接続することができる。したがって、この構成によれば、従来のように、接合部への半田付けができないことに起因して第二金属体を長めに設定する必要がなく、冷陰極放電管の短小化を図ることができる。
【００２２】
さらに、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、内面に蛍光被膜が形成されてなるガラスバルブ内部に所定圧の希ガスが封入されたガラスバルブの両端部にビードガラスを介して金属体が封止された冷陰極放電管の製造方法であって、第二金属体との接合面周縁に傾斜部が設けられた第一金属体と前記第一金属体より低融点の前記第二金属体とを前記接合面で接合して前記金属体を成す工程と、前記第一金属体の先端部に電極を設ける工程と、前記金属体の前記第二金属体側から挿入されたビードガラスを、前記電極が設けられた前記第一金属体に取り付ける工程と、前記金属体と前記電極と前記ビードガラスとから成る構成体をガラスバルブの両端部に封止する工程とを備えたことを特徴としている。
【００２３】
この製造方法によれば、前記第一金属体に前記傾斜部を設けたことによって、第一および第二金属体の接合部を小さく形成可能であるため、前記第一金属体に前記電極を取り付けた後に、前記第二金属体側から挿入された前記ビードガラスを前記第一金属体に溶融固着させることができる。したがって、この方法によれば、前記電極溶接後に前記ビードガラスの固着を実施することにより、従来問題であった電極溶接時におけるビードガラスの歪やクラック発生を防止することができる。
【００２４】
また、ビードガラスに歪やクラックが入ることがないため、前記ビードガラスの溶融固着時において、前記ビードガラスを前記電極に近接させて溶融固着させることができる。したがって、前記電極２と前記ビードガラスとの間隔を小さくできる分だけ、冷陰極放電管の長手方向の寸法を短くすることが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は本発明の一実施形態にかかる冷陰極放電管の断面図を示したものである。本実施形態にかかる放電管は、ガラスバルブ１、このガラスバルブ１の両端に設けられた一対のホロー形状の電極２，２、この電極２，２が先端部に固着して取り付けられた金属体３，３、この金属体３，３に溶融して固着されたビードガラス７，７、およびガラスバルブ１の内面に形成された蛍光被膜８等により構成されている。また、ガラスバルブ１内部には、例えば、アルゴンまたはネオンの一種、もしくはそれらの混合の希ガスが所定圧力にて封入されており、さらに、ガラスバルブ１内には水銀が拡散封入されている。
【００２７】
金属体３は、第一金属体４と第二金属体５とを接合して構成されており、これらの金属体４，５を接合する際には接合部６が形成される。第一金属体４は、ビードガラス７およびガラスバルブ１との気密封止のために、それらと近似した熱膨張係数を有する金属（例えば、タングステン等）を用いて構成されている。また、第二金属体５は、ガラスバルブ１外部に突出されて折り曲げたり、半田付け等の加工が容易である金属（例えば、ニッケル等）を用いて構成されている。
【００２８】
この金属体３を構成する第一金属体４においては、第二金属体５と接合される端面周縁に、図２に示すような傾斜部９が設けられている。また、この図２に示すように、第一金属体４と第二金属体５とは、その外径が同等あるいは近似した大きさであることが好ましい。
【００２９】
本実施形態にかかる金属体３は、図２に示した第一金属体４と第二金属体５とを、図３に示すように当接した状態で溶接して構成されている。このような状態で溶接して各金属体４，５を接合させると、融点の低い第二金属体５の方が多く溶融する。そうすると、この溶接時における第二金属体５の溶融金属が第一金属体４の傾斜部９と第二金属体５の平坦面との間に形成される隙間を埋めるように流れ込んで、第一金属体４と第二金属体５との接合が成される。
【００３０】
このように、傾斜部９を設けた第一金属体４と第二金属体５との接合を行うと、つまり、第二金属体５の溶融金属が流れ込む領域を予め設けた状態でこれらの金属体４，５の接合を行うと、図３に示すように、接合時に形成された接合部６の外径は、金属体３の外径より僅かに大きくなる程度に抑えることができる。
【００３１】
そして、この図３に示すように構成された金属体３であれば、金属体３の先端部にホロー形状の電極２を溶接した後に、金属体３にビードガラスを溶融して固着することができる。
【００３２】
より具体的には、金属体３を成す第一金属体４の先端部にホロー形状の電極２の底面部を当接させ、この当接部を抵抗溶接またはレーザ溶接等によって固着した後、図４に示すように、ビードガラス７を第二金属体５側から矢印Ｄ方向に挿入して、このビードガラス７を第一金属体４の所望位置に溶融固着させることができる。なお、電極２、金属体３、およびビードガラス７が、本発明の「構成体」に相当する。
【００３３】
本実施形態にかかる金属体３は、図２等に示したように、傾斜部９を有する第一金属体４を用いて構成されているため、その接合部６を極力小さく形成することができる。つまり、図５（図４のＶ−Ｖ線矢視図）に示すように、接合部６の外径は金属体３よりも僅かに大きい程度のものにすぎないため、ビードガラス７の孔部７ａについても、この接合部６の外径よりも若干大きめに形成するだけで、第二金属体５側からビードガラス７の挿入を行い、第一金属体４の所望位置にビードガラス７を溶融固着させることができる。
【００３４】
このビードガラス７の溶融固着は、図示しない治具に金属体３とビードガラス７とを固定して保持した状態でバーナ等で焼き付けて固着させてもよいし、また、かかる固定して保持した状態で治具ごとアルゴン、窒素等の不活性ガス、または例えば水素である還元ガス雰囲気中の炉内に通して焼き付けて固着させてもよい。
【００３５】
本実施形態にかかる冷陰極放電管を構成する金属体３は、上述したように、第一金属体４と第二金属体５との接合部６が、それらの金属体４，５の外径より僅かに大きいだけのものであって、従来のように、接合部によりビードガラスが係止されることはない。よって、図４に示すように、金属体３に電極２を溶着してからビードガラス７の固着が可能となり、図６に示すように、電極２の底面の外表面部とビードガラス７との間隔Ｅを僅少なものとして、つまり電極２にビードガラス７を接近させた状態で、第一金属体４の所望位置にビードガラス７を固着させることができる。
【００３６】
したがって、本実施形態によれば、電極２を溶接にて取り付けた後に、ビードガラス７の溶融固着を行うことが可能であるため、従来のようにビードガラスを固着してから電極を取り付ける場合と異なり、電極２と金属体３との溶接時における熱的影響によってビードガラス７へ歪やクラックが入ることはない。
【００３７】
また、上記の通り、本実施形態によれば、ビードガラス７に歪やクラックが入ることはないため、ビードガラス７の溶融固着時において、電極２の底面外表面部にビードガラス７を近接させ、間隔Ｅを小さく設定することができる。この電極２の底面外表面部とビードガラス７との間隔Ｅを小さくできる分だけ、冷陰極放電管の長手方向の寸法を短くすることが可能となる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００３９】
上記実施形態においては、第二金属体５に対する第一金属体４の接合面周縁部に傾斜部を設けた場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。つまり、第二金属体５の溶融金属が流れ込む領域を有するように第一金属体４の接合面を加工すればよく、例えば、第一金属体４の接合面中央部分に一つあるいは複数の凹部を設けるような構成としてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ビードガラスにおける歪やクラック発生率を低下させることが可能な冷陰極放電管を得ることができる。また、本発明によれば、全体的な長手方向の短小化を図ることが可能な冷陰極放電管を得ることができる。さらに、本発明によれば、ビードガラスにおける歪やクラック発生率を低下させ、全体的な長手方向の短小化を図ることが可能な冷陰極放電管の製造方法を得ることができる。
【００４１】
すなわち、本発明によれば、第一金属体に傾斜部を設けることによって、第一金属体と第二金属体との接合部の溶接瘤の膨らみを殆どないか、あるいはビードガラス（に形成された孔部）を挿通させ得る程度の大きさに形成することが可能となるため、電極を金属体に溶接した後に、ビードガラスを第一金属体に溶融固着することができる。したがって、ビードガラスにおける歪やクラック発生率を大幅に低減させ、冷陰極放電管の気密性を向上させることができる。
【００４２】
また、電極溶接後にビードガラスの溶着を行うことにより（ビードガラスにクラックが発生しないことにより）、ビードガラスを電極に近接させた状態で、ビードガラスの固着を行うことができる。したがって、ビードガラスと電極との間隔を極めて小さくすることが可能となって、その間隔が小さくなった分だけ、冷陰極放電管の短小化を図ることができる。
【００４３】
さらに、第一金属体と第二金属体との接合部を小さく構成することによって、この接合部において電源接続線（リード線）との接続が可能となるため、結果的にガラスバルブ外部における第二金属体の突出部分を短くすることができる。したがって、冷陰極放電管の全体の長さを短くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる冷陰極放電管の断面図
【図２】図１に示された冷陰極放電管を構成する第一金属体および第二金属体の断面図
【図３】図１に示された冷陰極放電管を構成する金属体の断面図
【図４】図１に示された冷陰極放電管を構成する構成体製造時のプロセスを示す断面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線矢視図
【図６】図１に示された冷陰極放電管の要部断面図
【図７】従来技術にかかる冷陰極放電管を構成する構成体の断面図
【図８】従来技術にかかる冷陰極放電管を構成する構成体製造時における金属体とビードガラスとを固着するプロセスを示す断面図
【符号の説明】
１    ガラスバルブ
２    電極
３，１０    金属体
４，１１    第一金属体
５，１２    第二金属体
６，１３    接合部
７    ビードガラス
７ａ，１４    孔部
８    蛍光被膜
【図１】
2005019004.tif 000003
【図２】
2005019004.tif 000004
【図３】
2005019004.tif 000005
【図４】
2005019004.tif 000006
【図５】
2005019004.tif 000007
【図６】
2005019004.tif 000008
【図７】
2005019004.tif 000009
【図８】
2005019004.tif 000010